工礦企業(yè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓的節(jié)能分析

何平

摘要：論述電動(dòng)機(jī)在偏離額定電壓情況下運(yùn)行時(shí)的危害，找出額定電壓偏離的解決辦法，從而適應(yīng)電壓偏離。

關(guān)鍵詞：電機(jī)；電壓；節(jié)能；分析

中圖分類號(hào)：TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電力是保證國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，大力節(jié)約電能是廣大企業(yè)電氣技術(shù)工作者實(shí)現(xiàn)降低消耗的重要工作之一。加強(qiáng)企業(yè)用電管理，促進(jìn)企業(yè)合理有效的使用電能，是節(jié)約電能的重要途徑。下面就電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓的節(jié)能論述如下。

電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，其效率和功率因數(shù)都比較高，運(yùn)行狀態(tài)是最合理的，所謂額定狀態(tài)是指電壓、頻率與負(fù)載都與銘牌數(shù)據(jù)相符，如果偏離時(shí)，其運(yùn)行特性就會(huì)惡化。如異步電機(jī)在定額電壓、頻率、定額負(fù)載情況下正常運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)為0.89，效率為0.875。當(dāng)空載時(shí)，效率降為零，功率因數(shù)僅為0.2。運(yùn)行電壓對(duì)電機(jī)的性能有很大影響，對(duì)于一般連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)，制造廠保證電網(wǎng)電壓在±5%范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，電機(jī)性能基本不變，但如果電網(wǎng)電壓偏離這個(gè)范圍時(shí)，會(huì)影響電機(jī)的各種性能，導(dǎo)致電機(jī)損耗增大，溫升增高，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)不能正常運(yùn)行。

下面，以異步電機(jī)為例，將電網(wǎng)電壓偏移對(duì)電機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)的影響，列于表1。

從表中的數(shù)據(jù)可以看出，電網(wǎng)電壓偏移，影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及負(fù)荷電流，電壓下降10%，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩就減少19%，額定電流增加11%。負(fù)荷電流增加，必將引起損耗增加及電動(dòng)機(jī)溫升增大，電動(dòng)機(jī)如果長期在這種狀況下運(yùn)行，不僅效率下降2%，而且影響電機(jī)的使用壽命。

電壓偏移可以通過合理調(diào)整配電變壓器分接頭及加強(qiáng)對(duì)補(bǔ)償電容器的運(yùn)行管理加以解決。如果偏移過大，又難以調(diào)節(jié)，則可以改變繞組接線方式借以調(diào)整繞組每相串聯(lián)匝數(shù)，以適應(yīng)電壓偏移。

電網(wǎng)電壓的變化對(duì)電機(jī)性能的影響，類似電機(jī)繞組匝數(shù)變化時(shí)對(duì)電機(jī)性能的影響。例如，當(dāng)電網(wǎng)電壓偏低時(shí)，相當(dāng)于繞組匝數(shù)增多，從而引起氣隙磁密降低，使電機(jī)起動(dòng)性能變壞，過載能力降低，出力降低，在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會(huì)引起電機(jī)因溫升高而發(fā)熱。當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高時(shí)，相當(dāng)于電機(jī)繞組匝數(shù)減少，而使氣隙磁密增加，引起鐵損增加，功率因數(shù)降低，電機(jī)溫升增高。

要解決上述問題，可按實(shí)際電壓改變電機(jī)繞組接線方式，使繞組每匝電壓保持設(shè)計(jì)值，使電機(jī)處于合理運(yùn)行狀態(tài)，收到節(jié)電效果。

下面舉例說明改接線的方法。

例：一臺(tái)J2-91-8，40KW，8Y接電機(jī)，額定電壓為380V，由于電網(wǎng)電壓比額定電壓高20%，實(shí)際電壓為420V。此時(shí)，該臺(tái)電機(jī)要在此情況下運(yùn)行，必將引起電機(jī)氣隙磁密和空載電流增加，效率將降低，如果將此臺(tái)電機(jī)8Y接改為4Y接，改接后每相匝數(shù)將增加20%，此時(shí)接入電網(wǎng)，雖然電網(wǎng)電壓效高，但電機(jī)每匝電壓和氣隙磁密度為設(shè)計(jì)值，則電機(jī)性能將不會(huì)改變。

此外，工礦企業(yè)中，由于配電不合理或三相電路上接有單相負(fù)荷，如果沒有做好負(fù)荷平衡工作，也會(huì)造成三相電壓不平衡，此三相不平衡電壓同樣會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生同樣影響。因此，合理調(diào)整三相電路上的負(fù)荷分配，也是節(jié)電的一項(xiàng)有效措施。

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